Dans les premiers moments de l'Univers, d'énormes quantités de matière et d'antimatière ont été créées, puis des moments plus tard combinés et annihilés générant l'énergie qui a conduit à l'expansion de l'Univers. Mais pour une raison quelconque, il y avait une quantité infinitésimale plus de matière que d'anti-matière. Tout ce que nous voyons aujourd'hui était cette toute petite fraction de matière qui restait.
Mais pourquoi? Pourquoi y avait-il plus de matière que d'antimatière juste après le Big Bang? Des chercheurs de l'Université de Melbourne pensent qu'ils pourraient avoir un aperçu.
Pour vous donner une idée de l’ampleur du mystère auquel sont confrontés les chercheurs, voici le professeur agrégé Martin Sevior de l’école de physique de l’Université de Melborne:
«Notre univers est composé presque entièrement de matière. Bien que nous soyons entièrement habitués à cette idée, cela ne correspond pas à nos idées sur la façon dont la masse et l'énergie interagissent. Selon ces théories, la masse ne devrait pas être suffisante pour permettre la formation d'étoiles et donc la vie. »
«Dans notre modèle standard de physique des particules, la matière et l'antimatière sont presque identiques. En conséquence, lorsqu'ils se mélangent dans le premier univers, ils s'annihilent les uns les autres, laissant très peu pour former des étoiles et des galaxies. Le modèle ne permet pas d'expliquer la différence entre la matière et l'antimatière que nous voyons dans la nature. Le déséquilibre est un billion de fois plus important que ce que le modèle prévoit. »
Si le modèle prédit que la matière et l'antimatière devraient s'être complètement annihilées, pourquoi y a-t-il quelque chose, et pas rien?
Les chercheurs ont utilisé l'accélérateur de particules KEK au Japon pour créer des particules spéciales appelées mésons B. Et ce sont ces particules qui pourraient fournir la réponse.
Les mésons sont des particules composées d'un quark et d'un antiquark. Ils sont liés ensemble par la force nucléaire puissante et tournent en orbite, comme la Terre et la Lune. En raison de la mécanique quantique, le quark et l'antiquark ne peuvent s'orbiter que de manière très spécifique en fonction de la masse des particules.
Un méson B est une particule particulièrement lourde, avec plus de 5 fois la masse d'un proton, due presque entièrement à la masse du quark B. Et ce sont ces mésons B qui nécessitent les accélérateurs de particules les plus puissants pour les générer.
Dans l'accélérateur KEK, les chercheurs ont pu créer à la fois des mésons B et des anti-B-mésons de matière régulière, et observer comment ils se désintégraient.
«Nous avons examiné comment les mésons B se désintègrent par opposition à la façon dont les anti-mésons B se désintègrent. Nous constatons qu'il existe de petites différences dans ces processus. Alors que la plupart de nos mesures confirment les prédictions du modèle standard de physique des particules, ce nouveau résultat semble être en désaccord. »
Dans les premiers instants de l'Univers, les mésons anti-B auraient pu se désintégrer différemment de leurs homologues de la matière habituels. Au moment où toutes les annihilations étaient terminées, il restait encore suffisamment de matière pour nous donner toutes les étoiles, planètes et galaxies que nous voyons aujourd'hui.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université de Melbourne
